src/FDM/JSBSim/FGState.cpp

   1 /*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
   2
   3  Module:       FGState.cpp
   4  Author:       Jon Berndt
   5  Date started: 11/17/98
   6  Called by:    FGFDMExec and accessed by all models.
   7
   8  ------------- Copyright (C) 1999  Jon S. Berndt (jsb@hal-pc.org) -------------
   9
  10  This program is free software; you can redistribute it and/or modify it under
  11  the terms of the GNU General Public License as published by the Free Software
  12  Foundation; either version 2 of the License, or (at your option) any later
  13  version.
  14
  15  This program is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
  16  ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS
  17  FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more
  18  details.
  19
  20  You should have received a copy of the GNU General Public License along with
  21  this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc., 59 Temple
  22  Place - Suite 330, Boston, MA  02111-1307, USA.
  23
  24  Further information about the GNU General Public License can also be found on
  25  the world wide web at http://www.gnu.org.
  26
  27 FUNCTIONAL DESCRIPTION
  28 --------------------------------------------------------------------------------
  29 See header file.
  30
  31 HISTORY
  32 --------------------------------------------------------------------------------
  33 11/17/98   JSB   Created
  34
  35 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  36 INCLUDES
  37 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
  38
  39 #ifdef FGFS
  40 #  include <simgear/compiler.h>
  41 #  ifdef FG_HAVE_STD_INCLUDES
  42 #    include <cmath>
  43 #  else
  44 #    include <math.h>
  45 #  endif
  46 #else
  47 #  include <cmath>
  48 #endif
  49
  50 #ifndef M_PI
  51 #  include <simgear/constants.h>
  52 #  define M_PI FG_PI
  53 #endif
  54
  55 #include "FGState.h"
  56 #include "FGFDMExec.h"
  57 #include "FGAtmosphere.h"
  58 #include "FGFCS.h"
  59 #include "FGAircraft.h"
  60 #include "FGTranslation.h"
  61 #include "FGRotation.h"
  62 #include "FGPosition.h"
  63 #include "FGAuxiliary.h"
  64 #include "FGOutput.h"
  65
  66 static const char *IdSrc = "$Id$";
  67 static const char *IdHdr = ID_STATE;
  68
  69 extern short debug_lvl;
  70
  71 /*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  72 MACROS
  73 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
  74
  75 #define RegisterVariable(ID,DEF) coeffdef[#ID] = ID; paramdef[ID] = DEF
  76
  77 /*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  78 CLASS IMPLEMENTATION
  79 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
  80
  81 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  82 //
  83 // For every term registered here there must be a corresponding handler in
  84 // GetParameter() below that retrieves that parameter. Also, there must be an
  85 // entry in the enum eParam definition in FGDefs.h. The ID is what must be used
  86 // in any config file entry which references that item.
  87
  88 FGState::FGState(FGFDMExec* fdex) : mTb2l(3,3),
  89     mTl2b(3,3),
  90     mTs2b(3,3),
  91     vQtrn(4),
  92     vlastQdot(4)
  93 {
  94   FDMExec = fdex;
  95
  96   a = 1000.0;
  97   sim_time = 0.0;
  98   dt = 1.0/120.0;
  99   ActiveEngine = -1;
 100
 101   RegisterVariable(FG_TIME,           " time "           );
 102   RegisterVariable(FG_QBAR,           " qbar "           );
 103   RegisterVariable(FG_WINGAREA,       " wing_area "      );
 104   RegisterVariable(FG_WINGSPAN,       " wingspan "       );
 105   RegisterVariable(FG_CBAR,           " cbar "           );
 106   RegisterVariable(FG_ALPHA,          " alpha "          );
 107   RegisterVariable(FG_ALPHADOT,       " alphadot "       );
 108   RegisterVariable(FG_BETA,           " beta "           );
 109   RegisterVariable(FG_BETADOT,        " betadot "        );
 110   RegisterVariable(FG_PITCHRATE,      " pitch_rate "     );
 111   RegisterVariable(FG_ROLLRATE,       " roll_rate "      );
 112   RegisterVariable(FG_YAWRATE,        " yaw_rate "       );
 113   RegisterVariable(FG_MACH,           " mach "           );
 114   RegisterVariable(FG_ALTITUDE,       " altitude "       );
 115   RegisterVariable(FG_BI2VEL,         " BI2Vel "         );
 116   RegisterVariable(FG_CI2VEL,         " CI2Vel "         );
 117   RegisterVariable(FG_ELEVATOR_POS,   " elevator_pos "   );
 118   RegisterVariable(FG_AILERON_POS,    " aileron_pos "    );
 119   RegisterVariable(FG_RUDDER_POS,     " rudder_pos "     );
 120   RegisterVariable(FG_SPDBRAKE_POS,   " speedbrake_pos " );
 121   RegisterVariable(FG_SPOILERS_POS,   " spoiler_pos "    );
 122   RegisterVariable(FG_FLAPS_POS,      " flaps_pos "      );
 123   RegisterVariable(FG_ELEVATOR_CMD,   " elevator_cmd "   );
 124   RegisterVariable(FG_AILERON_CMD,    " aileron_cmd "    );
 125   RegisterVariable(FG_RUDDER_CMD,     " rudder_cmd "     );
 126   RegisterVariable(FG_SPDBRAKE_CMD,   " speedbrake_cmd " );
 127   RegisterVariable(FG_SPOILERS_CMD,   " spoiler_cmd "    );
 128   RegisterVariable(FG_FLAPS_CMD,      " flaps_cmd "      );
 129   RegisterVariable(FG_THROTTLE_CMD,   " throttle_cmd "   );
 130   RegisterVariable(FG_THROTTLE_POS,   " throttle_pos "   );
 131   RegisterVariable(FG_ACTIVE_ENGINE,  " active_engine "  );
 132   RegisterVariable(FG_HOVERB,         " height/span "    );
 133   RegisterVariable(FG_PITCH_TRIM_CMD, " pitch_trim_cmd " );
 134   RegisterVariable(FG_LEFT_BRAKE_CMD, " left_brake_cmd " );
 135   RegisterVariable(FG_RIGHT_BRAKE_CMD," right_brake_cmd ");
 136   RegisterVariable(FG_CENTER_BRAKE_CMD," center_brake_cmd ");
 137   RegisterVariable(FG_SET_LOGGING,    " data_logging "   );
 138
 139   if (debug_lvl & 2) cout << "Instantiated: FGState" << endl;
 140 }
 141
 142 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 143
 144 FGState::~FGState()
 145 {
 146   if (debug_lvl & 2) cout << "Destroyed:    FGState" << endl;
 147 }
 148
 149 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 150
 151 float FGState::GetParameter(eParam val_idx) {
 152   switch(val_idx) {
 153   case FG_TIME:
 154     return sim_time;
 155   case FG_QBAR:
 156     return FDMExec->GetTranslation()->Getqbar();
 157   case FG_WINGAREA:
 158     return FDMExec->GetAircraft()->GetWingArea();
 159   case FG_WINGSPAN:
 160     return FDMExec->GetAircraft()->GetWingSpan();
 161   case FG_CBAR:
 162     return FDMExec->GetAircraft()->Getcbar();
 163   case FG_ALPHA:
 164     return FDMExec->GetTranslation()->Getalpha();
 165   case FG_ALPHADOT:
 166     return FDMExec->GetTranslation()->Getadot();
 167   case FG_BETA:
 168     return FDMExec->GetTranslation()->Getbeta();
 169   case FG_BETADOT:
 170     return FDMExec->GetTranslation()->Getbdot();
 171   case FG_PITCHRATE:
 172     return (FDMExec->GetRotation()->GetPQR())(2);
 173   case FG_ROLLRATE:
 174     return (FDMExec->GetRotation()->GetPQR())(1);
 175   case FG_YAWRATE:
 176     return (FDMExec->GetRotation()->GetPQR())(3);
 177   case FG_ELEVATOR_POS:
 178     return FDMExec->GetFCS()->GetDePos();
 179   case FG_AILERON_POS:
 180     return FDMExec->GetFCS()->GetDaPos();
 181   case FG_RUDDER_POS:
 182     return FDMExec->GetFCS()->GetDrPos();
 183   case FG_SPDBRAKE_POS:
 184     return FDMExec->GetFCS()->GetDsbPos();
 185   case FG_SPOILERS_POS:
 186     return FDMExec->GetFCS()->GetDspPos();
 187   case FG_FLAPS_POS:
 188     return FDMExec->GetFCS()->GetDfPos();
 189   case FG_ELEVATOR_CMD:
 190     return FDMExec->GetFCS()->GetDeCmd();
 191   case FG_AILERON_CMD:
 192     return FDMExec->GetFCS()->GetDaCmd();
 193   case FG_RUDDER_CMD:
 194     return FDMExec->GetFCS()->GetDrCmd();
 195   case FG_SPDBRAKE_CMD:
 196     return FDMExec->GetFCS()->GetDsbCmd();
 197   case FG_SPOILERS_CMD:
 198     return FDMExec->GetFCS()->GetDspCmd();
 199   case FG_FLAPS_CMD:
 200     return FDMExec->GetFCS()->GetDfCmd();
 201   case FG_MACH:
 202     return FDMExec->GetTranslation()->GetMach();
 203   case FG_ALTITUDE:
 204     return FDMExec->GetPosition()->Geth();
 205   case FG_BI2VEL:
 206     if(FDMExec->GetTranslation()->GetVt() > 0)
 207         return FDMExec->GetAircraft()->GetWingSpan()/(2.0 * FDMExec->GetTranslation()->GetVt());
 208     else
 209         return 0;
 210   case FG_CI2VEL:
 211     if(FDMExec->GetTranslation()->GetVt() > 0)
 212         return FDMExec->GetAircraft()->Getcbar()/(2.0 * FDMExec->GetTranslation()->GetVt());
 213     else
 214         return 0;
 215   case FG_THROTTLE_CMD:
 216     return FDMExec->GetFCS()->GetThrottleCmd(0);
 217   case FG_THROTTLE_POS:
 218     return FDMExec->GetFCS()->GetThrottlePos(0);
 219   case FG_HOVERB:
 220     return FDMExec->GetPosition()->GetHOverB();
 221   case FG_PITCH_TRIM_CMD:
 222     return FDMExec->GetFCS()->GetPitchTrimCmd();
 223   default:
 224     cerr << "FGState::GetParameter() - No handler for parameter " << val_idx << endl;
 225     return 0.0;
 226   }
 227   return 0;
 228 }
 229
 230 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 231
 232 float FGState::GetParameter(string val_string) {
 233   return GetParameter(coeffdef[val_string]);
 234 }
 235
 236 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 237
 238 eParam FGState::GetParameterIndex(string val_string) {
 239   return coeffdef[val_string];
 240 }
 241
 242 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 243
 244 void FGState::SetParameter(eParam val_idx, float val) {
 245   switch(val_idx) {
 246   case FG_ELEVATOR_POS:
 247     FDMExec->GetFCS()->SetDePos(val);
 248     break;
 249   case FG_AILERON_POS:
 250     FDMExec->GetFCS()->SetDaPos(val);
 251     break;
 252   case FG_RUDDER_POS:
 253     FDMExec->GetFCS()->SetDrPos(val);
 254     break;
 255   case FG_SPDBRAKE_POS:
 256     FDMExec->GetFCS()->SetDsbPos(val);
 257     break;
 258   case FG_SPOILERS_POS:
 259     FDMExec->GetFCS()->SetDspPos(val);
 260     break;
 261   case FG_FLAPS_POS:
 262     FDMExec->GetFCS()->SetDfPos(val);
 263     break;
 264   case FG_THROTTLE_POS:
 265     FDMExec->GetFCS()->SetThrottlePos(ActiveEngine,val);
 266     break;
 267
 268   case FG_ELEVATOR_CMD:
 269     FDMExec->GetFCS()->SetDeCmd(val);
 270     break;
 271   case FG_AILERON_CMD:
 272     FDMExec->GetFCS()->SetDaCmd(val);
 273     break;
 274   case FG_RUDDER_CMD:
 275     FDMExec->GetFCS()->SetDrCmd(val);
 276     break;
 277   case FG_SPDBRAKE_CMD:
 278     FDMExec->GetFCS()->SetDsbCmd(val);
 279     break;
 280   case FG_SPOILERS_CMD:
 281     FDMExec->GetFCS()->SetDspCmd(val);
 282     break;
 283   case FG_FLAPS_CMD:
 284     FDMExec->GetFCS()->SetDfCmd(val);
 285     break;
 286   case FG_THROTTLE_CMD:
 287     FDMExec->GetFCS()->SetThrottleCmd(ActiveEngine,val);
 288     break;
 289
 290   case FG_ACTIVE_ENGINE:
 291     ActiveEngine = (int)val;
 292     break;
 293
 294   case FG_LEFT_BRAKE_CMD:
 295     FDMExec->GetFCS()->SetLBrake(val);
 296     break;
 297   case FG_CENTER_BRAKE_CMD:
 298     FDMExec->GetFCS()->SetCBrake(val);
 299     break;
 300   case FG_RIGHT_BRAKE_CMD:
 301     FDMExec->GetFCS()->SetRBrake(val);
 302     break;
 303
 304   case FG_SET_LOGGING:
 305     if      (val < -0.01) FDMExec->GetOutput()->Disable();
 306     else if (val >  0.01) FDMExec->GetOutput()->Enable();
 307     else                  FDMExec->GetOutput()->Toggle();
 308     break;
 309
 310   default:
 311     cerr << "Parameter '" << val_idx << "' (" << paramdef[val_idx] << ") not handled" << endl;
 312   }
 313 }
 314
 315 //***************************************************************************
 316 //
 317 // Reset: Assume all angles READ FROM FILE IN DEGREES !!
 318 //
 319
 320 bool FGState::Reset(string path, string acname, string fname) {
 321   string resetDef;
 322   float U, V, W;
 323   float phi, tht, psi;
 324   float latitude, longitude, h;
 325
 326   resetDef = path + "/" + acname + "/" + fname + ".xml";
 327
 328   ifstream resetfile(resetDef.c_str());
 329
 330   if (resetfile) {
 331     resetfile >> U;
 332     resetfile >> V;
 333     resetfile >> W;
 334     resetfile >> latitude;
 335     resetfile >> longitude;
 336     resetfile >> phi;
 337     resetfile >> tht;
 338     resetfile >> psi;
 339     resetfile >> h;
 340     resetfile.close();
 341
 342     FDMExec->GetPosition()->SetLatitude(latitude*DEGTORAD);
 343     FDMExec->GetPosition()->SetLongitude(longitude*DEGTORAD);
 344     FDMExec->GetPosition()->Seth(h);
 345
 346     Initialize(U, V, W, phi*DEGTORAD, tht*DEGTORAD, psi*DEGTORAD,
 347                latitude*DEGTORAD, longitude*DEGTORAD, h);
 348
 349     return true;
 350   } else {
 351     cerr << "Unable to load reset file " << fname << endl;
 352     return false;
 353   }
 354 }
 355
 356 //***************************************************************************
 357 //
 358 // Initialize: Assume all angles GIVEN IN RADIANS !!
 359 //
 360
 361 void FGState::Initialize(float U, float V, float W,
 362                          float phi, float tht, float psi,
 363                          float Latitude, float Longitude, float H) {
 364   FGColumnVector vUVW(3);
 365   FGColumnVector vLocalVelNED(3);
 366   FGColumnVector vEuler(3);
 367   float alpha, beta;
 368   float qbar, Vt;
 369
 370   FDMExec->GetPosition()->SetLatitude(Latitude);
 371   FDMExec->GetPosition()->SetLongitude(Longitude);
 372   FDMExec->GetPosition()->Seth(H);
 373
 374   FDMExec->GetAtmosphere()->Run();
 375
 376   if (W != 0.0)
 377     alpha = U*U > 0.0 ? atan2(W, U) : 0.0;
 378   else
 379     alpha = 0.0;
 380   if (V != 0.0)
 381     beta = U*U+W*W > 0.0 ? atan2(V, (fabs(U)/U)*sqrt(U*U + W*W)) : 0.0;
 382   else
 383     beta = 0.0;
 384
 385   vUVW << U << V << W;
 386   FDMExec->GetTranslation()->SetUVW(vUVW);
 387
 388   vEuler << phi << tht << psi;
 389   FDMExec->GetRotation()->SetEuler(vEuler);
 390
 391   FDMExec->GetTranslation()->SetAB(alpha, beta);
 392
 393   Vt = sqrt(U*U + V*V + W*W);
 394   FDMExec->GetTranslation()->SetVt(Vt);
 395
 396   FDMExec->GetTranslation()->SetMach(Vt/FDMExec->GetAtmosphere()->GetSoundSpeed());
 397
 398   qbar = 0.5*(U*U + V*V + W*W)*FDMExec->GetAtmosphere()->GetDensity();
 399   FDMExec->GetTranslation()->Setqbar(qbar);
 400
 401   InitMatrices(phi, tht, psi);
 402
 403   vLocalVelNED = mTb2l*vUVW;
 404   FDMExec->GetPosition()->SetvVel(vLocalVelNED);
 405 }
 406
 407 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 408
 409 void FGState::Initialize(FGInitialCondition *FGIC) {
 410
 411   float tht,psi,phi;
 412   float U, V, W, h;
 413   float latitude, longitude;
 414
 415   latitude = FGIC->GetLatitudeRadIC();
 416   longitude = FGIC->GetLongitudeRadIC();
 417   h = FGIC->GetAltitudeFtIC();
 418   U = FGIC->GetUBodyFpsIC();
 419   V = FGIC->GetVBodyFpsIC();
 420   W = FGIC->GetWBodyFpsIC();
 421   tht = FGIC->GetThetaRadIC();
 422   phi = FGIC->GetPhiRadIC();
 423   psi = FGIC->GetPsiRadIC();
 424
 425   Initialize(U, V, W, phi, tht, psi, latitude, longitude, h);
 426
 427   FDMExec->GetPosition()->SetSeaLevelRadius( FGIC->GetSeaLevelRadiusFtIC() );
 428   FDMExec->GetPosition()->SetRunwayRadius( FGIC->GetSeaLevelRadiusFtIC() +
 429                                              FGIC->GetTerrainAltitudeFtIC() );
 430
 431 }
 432
 433 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 434
 435 bool FGState::StoreData(string fname) {
 436   ofstream datafile(fname.c_str());
 437
 438   if (datafile) {
 439     datafile << (FDMExec->GetTranslation()->GetUVW())(1);
 440     datafile << (FDMExec->GetTranslation()->GetUVW())(2);
 441     datafile << (FDMExec->GetTranslation()->GetUVW())(3);
 442     datafile << FDMExec->GetPosition()->GetLatitude();
 443     datafile << FDMExec->GetPosition()->GetLongitude();
 444     datafile << (FDMExec->GetRotation()->GetEuler())(1);
 445     datafile << (FDMExec->GetRotation()->GetEuler())(2);
 446     datafile << (FDMExec->GetRotation()->GetEuler())(3);
 447     datafile << FDMExec->GetPosition()->Geth();
 448     datafile.close();
 449     return true;
 450   } else {
 451     cerr << "Could not open dump file " << fname << endl;
 452     return false;
 453   }
 454 }
 455
 456 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 457
 458 void FGState::InitMatrices(float phi, float tht, float psi) {
 459   float thtd2, psid2, phid2;
 460   float Sthtd2, Spsid2, Sphid2;
 461   float Cthtd2, Cpsid2, Cphid2;
 462   float Cphid2Cthtd2;
 463   float Cphid2Sthtd2;
 464   float Sphid2Sthtd2;
 465   float Sphid2Cthtd2;
 466
 467   thtd2 = tht/2.0;
 468   psid2 = psi/2.0;
 469   phid2 = phi/2.0;
 470
 471   Sthtd2 = sin(thtd2);
 472   Spsid2 = sin(psid2);
 473   Sphid2 = sin(phid2);
 474
 475   Cthtd2 = cos(thtd2);
 476   Cpsid2 = cos(psid2);
 477   Cphid2 = cos(phid2);
 478
 479   Cphid2Cthtd2 = Cphid2*Cthtd2;
 480   Cphid2Sthtd2 = Cphid2*Sthtd2;
 481   Sphid2Sthtd2 = Sphid2*Sthtd2;
 482   Sphid2Cthtd2 = Sphid2*Cthtd2;
 483
 484   vQtrn(1) = Cphid2Cthtd2*Cpsid2 + Sphid2Sthtd2*Spsid2;
 485   vQtrn(2) = Sphid2Cthtd2*Cpsid2 - Cphid2Sthtd2*Spsid2;
 486   vQtrn(3) = Cphid2Sthtd2*Cpsid2 + Sphid2Cthtd2*Spsid2;
 487   vQtrn(4) = Cphid2Cthtd2*Spsid2 - Sphid2Sthtd2*Cpsid2;
 488
 489   CalcMatrices();
 490 }
 491
 492 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 493
 494 void FGState::CalcMatrices(void) {
 495   float Q0Q0, Q1Q1, Q2Q2, Q3Q3;
 496   float Q0Q1, Q0Q2, Q0Q3, Q1Q2;
 497   float Q1Q3, Q2Q3;
 498
 499   Q0Q0 = vQtrn(1)*vQtrn(1);
 500   Q1Q1 = vQtrn(2)*vQtrn(2);
 501   Q2Q2 = vQtrn(3)*vQtrn(3);
 502   Q3Q3 = vQtrn(4)*vQtrn(4);
 503   Q0Q1 = vQtrn(1)*vQtrn(2);
 504   Q0Q2 = vQtrn(1)*vQtrn(3);
 505   Q0Q3 = vQtrn(1)*vQtrn(4);
 506   Q1Q2 = vQtrn(2)*vQtrn(3);
 507   Q1Q3 = vQtrn(2)*vQtrn(4);
 508   Q2Q3 = vQtrn(3)*vQtrn(4);
 509
 510   mTl2b(1,1) = Q0Q0 + Q1Q1 - Q2Q2 - Q3Q3;
 511   mTl2b(1,2) = 2*(Q1Q2 + Q0Q3);
 512   mTl2b(1,3) = 2*(Q1Q3 - Q0Q2);
 513   mTl2b(2,1) = 2*(Q1Q2 - Q0Q3);
 514   mTl2b(2,2) = Q0Q0 - Q1Q1 + Q2Q2 - Q3Q3;
 515   mTl2b(2,3) = 2*(Q2Q3 + Q0Q1);
 516   mTl2b(3,1) = 2*(Q1Q3 + Q0Q2);
 517   mTl2b(3,2) = 2*(Q2Q3 - Q0Q1);
 518   mTl2b(3,3) = Q0Q0 - Q1Q1 - Q2Q2 + Q3Q3;
 519
 520   mTb2l = mTl2b;
 521   mTb2l.T();
 522 }
 523
 524 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 525
 526 void FGState::IntegrateQuat(FGColumnVector vPQR, int rate) {
 527   static FGColumnVector vQdot(4);
 528   static FGColumnVector vTmp(4);
 529
 530   vQdot(1) = -0.5*(vQtrn(2)*vPQR(eP) + vQtrn(3)*vPQR(eQ) + vQtrn(4)*vPQR(eR));
 531   vQdot(2) =  0.5*(vQtrn(1)*vPQR(eP) + vQtrn(3)*vPQR(eR) - vQtrn(4)*vPQR(eQ));
 532   vQdot(3) =  0.5*(vQtrn(1)*vPQR(eQ) + vQtrn(4)*vPQR(eP) - vQtrn(2)*vPQR(eR));
 533   vQdot(4) =  0.5*(vQtrn(1)*vPQR(eR) + vQtrn(2)*vPQR(eQ) - vQtrn(3)*vPQR(eP));
 534   vQtrn += 0.5*dt*rate*(vlastQdot + vQdot);
 535
 536   vQtrn.Normalize();
 537
 538   vlastQdot = vQdot;
 539 }
 540
 541 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 542
 543 FGColumnVector FGState::CalcEuler(void) {
 544   static FGColumnVector vEuler(3);
 545
 546   if (mTl2b(3,3) == 0.0) mTl2b(3,3) = 0.0000001;
 547   if (mTl2b(1,1) == 0.0) mTl2b(1,1) = 0.0000001;
 548
 549   vEuler(ePhi) = atan2(mTl2b(2,3), mTl2b(3,3));
 550   vEuler(eTht) = asin(-mTl2b(1,3));
 551   vEuler(ePsi) = atan2(mTl2b(1,2), mTl2b(1,1));
 552
 553   if (vEuler(ePsi) < 0.0) vEuler(ePsi) += 2*M_PI;
 554
 555   return vEuler;
 556 }
 557
 558 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 559
 560 FGMatrix FGState::GetTs2b(float alpha, float beta) {
 561   float ca, cb, sa, sb;
 562
 563   ca = cos(alpha);
 564   sa = sin(alpha);
 565   cb = cos(beta);
 566   sb = sin(beta);
 567
 568   mTs2b(1,1) = -ca*cb;
 569   mTs2b(1,2) = -ca*sb;
 570   mTs2b(1,3) = sa;
 571   mTs2b(2,1) = -sb;
 572   mTs2b(2,2) = cb;
 573   mTs2b(2,3) = 0.0;
 574   mTs2b(3,1) = -sa*cb;
 575   mTs2b(3,2) = -sa*sb;
 576   mTs2b(3,3) = -ca;
 577
 578   return mTs2b;
 579 }
 580
 581 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 582
 583 void FGState::Debug(void)
 584 {
 585     //TODO: Add your source code here
 586 }
 587